我國將利用中子散射技術給物質微觀結構「照相」

2021-01-09 中國政府網

    新華社北京11月13日電(記者李斌)物質內部的原子怎樣排列?怎樣運動?作為我國新一代中子源裝置,已經完成土建任務的中國先進研究堆,將為人們探測物質微觀結構提供更為理想的工具和探針。

    正在此間舉行的「第一屆中美中子散射技術研討會」上,中國原子能科學研究院院長趙志祥透露,國家投資數億元的中國先進研究堆目前正在進行設備安裝,有望於明年下半年投入運行。

    來自美國、法國、日本、德國、澳大利亞等國家的相關科學家慕名而來,共同就這一裝置的未來進行商討。

    從蛋白質三維結構的測定,到飛機螺旋槳葉片裂痕的探測,從材料性能的檢測到物質磁性的研究……趙志祥說,作為中子源的中國先進研究堆都有望發揮重要作用,「希望更多用戶能利用這一平臺,尤其是企業用戶。」

    圍繞中子散射工程項目,中國原子能科學研究院將成立顧問委員會和用戶委員會。目前,在科技部等部門支持下,中國原子能科學研究院的科學家正和中科院化學所,以及德國、瑞典等國家的相關機構共同建設4套譜儀。

    原子核由兩種微粒組成:一種是帶正電的粒子——質子,一種是不帶電的中性粒子,叫中子。利用中子測定物質微觀結構的實驗方法被稱為中子散射。「中子不但可以告訴我們『原子在哪裡』,還可以告訴我們『原子在做什麼』。」中國原子能科學研究院中子散射工程負責人陳東風研究員說。

    近年來,中子散射技術越來越受關注,美國、日本、德國等國家紛紛投入更多經費加以研究和運用。

    從上世紀60年代起,我國開始利用此前建成的重水研究堆發展中子散射技術。上世紀90年代起,我國正式開始建設功率60兆瓦的中國先進研究堆,其中子通量達到8乘以10的14次方每平方釐米每秒。對於研究堆而言,中子通量數字越高,表明水平越高。

  新聞背景:什麼是中子散射?

  新華社北京11月13日電(記者李斌)利用射線和物質相互作用,是獲得物質微觀結構知識的一種有效手段。隨著反應堆的出現,科學家開始從反應堆中引出較強的中子束流探測物質結構。

  一束中子被散射後,通過測量其能量和動量的變化來研究在原子、分子尺度上各種物質的結構和微觀運動規律,這就叫中子散射,即原子、分子在哪裡?原子、分子在做什麼?

  由於中子不帶電、具有磁矩、穿透性強,能分辨輕元素、同位素和近鄰元素以及非破壞性,使得中子散射技術在物理、化學、生命科學、材料科學以及工業應用等領域發揮著不可替代的作用。

  中國原子能科學研究院有關專家介紹,在闡明氧化物陶瓷高溫超導材料的機理時,對起關鍵作用的氧原子的含量和位置都是用中子測量出來的。1983年日本研製出高性能永磁合金釹鐵硼後,其內部原子的磁矩分布和排列也是用中子測出來的。目前,國外科學家正在利用中子測定生物細胞中的核蛋白體的結構。

  

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